Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРЯМОЛИНЕЙНЫЙ ПРОВОДНИК С ТОКОМ. ЗАКОН АМПЕРА. РАБОТА ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ПРОВОДНИКА С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ.
Проводникам можно придать такую форму, при которой более отчетливо выяснится характер воздействия магнитного поля на отдельные участки цепи, по которой течет ток. Воспользуемся магнитным полем подковообразного магнита или электромагнита, а цепь с током составим так, чтобы только один прямолинейный участок ее оказался в сильном поле, остальные же участки цепи проходили по тем частям пространства, где напряженность поля чрезвычайно мала и действием поля на эти участки цепи можно вполне пренебречь (рис. 233). Практически лишь прямолинейный участок цепи ab находится под действием значительного поля, так что наблюдаемые силы являются силами, с которыми магнитное поле действует на прямолинейный ток. Изменяя направление тока в проводнике ab (например, с помощью переключателя) Направление силы F, с которой магнитное поле действует на прямолинейный проводник с током I, всегда перпендикулярно к проводнику и к направлению магнитной индукции В. На проводники, расположенные вдоль направления линий магнитного поля, поле не действует. При этом ток I, индукция В и сила F направлены так, как показано на рис. 235. Для запоминания этого взаимного расположения удобно пользоваться правилом левой руки (рис. 236). Если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы указывали направление тока, а линии магнитного поля впивались в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник. Если выполнять измерение модуля силы F, пользуясь показаниями весов или динамометра (рис. 234, а и б), то можно установить, что эта сила пропорциональна силе тока, магнитной индукции и длине проводника аb. Это соотношение носит название закона Ампера. Конечно, подобными опытами оно может быть проверено лишь очень грубо. Однако, пользуясь им для расчета сил, действующих на сложные проводники в самых разнообразных случаях, и сравни- Если магнитная индукция равна В, сила тока равна I, длина прямолинейного проводника с током равна l и угол между вектором В и проводником с током I равен j, то закон Ампера выразится в виде соотношения Мы уже говорили о том, что два параллельных прямолинейных проводника притягиваются друг к друг, если по ним проходят одинаково направленные токи, и отталкиваются, если токи направлены навстречу друг другу (§ 115). Это нетрудно объяснить, если учесть, что каждый проводник находится в магнитном поле, создаваемом током в другом проводнике, и воспользоваться правилами буравчика и левой руки. Что касается силы притяжения (или отталкивания), то она пропорциональна произведению сил токов I1 и I2 в первом и втором проводниках и длине проводников l и обратно пропорциональна расстоянию между проводниками r: Для сравнения сил токов и установления единицы силы тока можно, вообще говоря, воспользоваться любым из различных действий (проявлений) электрического тока — тепловым (§ 57), химическим (§ 65) или магнитным (гл. XII). В СИ единица силы тока ампер (одна из основных единиц в этой системе) определяется при помощи сил взаимодействия между проводниками, по которым текут токи. Для определения используется именно формула (133.2), выражающая силу взаимодействия двух параллельных токов: один ампер есть сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии одного метра один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2•10-7 ньютона на каждый метр длины. Практически трудно с достаточной точностью обеспечить условия применимости формулы (133.2) и измерять в этих условиях силу F. Поэтому на практике для установления эталона ампера и для калибровки других приборов, предназначенных для измерения силы тока, пользуются другим прибором — так называемыми ампер-весами. В них при помощи точных весов измеряется сила взаимодействия двух катушек, по которым проходит один и тот же ток. Для этих условий тоже можно вывести точную формулу, которая, подобно формуле (133.2), связывает силу притяжения катушек с силой тока в них. 133.1. Проводник ab укреплен на острие так, что он может свободно вращаться вокруг оси О (рис. 238). Концы проводника загнуты и погружены в кольцеобразные желобки с ртутью, соединенные с полюсами батареи. Таким образом, через проводник постоянно проходит ток в направлении стрелки I1, В горизонтальной плоскости находится проводник cd, по которому идет ток в направлении стрелки I2. Как установится проводник ab под действием магнитного поля, создаваемого током в проводнике cd?
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 1445; Нарушение авторского права страницы